早在2012年,《時代周刊》的一個封面就由iPhone 4S拍出;最近,《體育畫報》封面由Motorola Z拍出,以及《告示牌雜誌》封面使用iPhone 7 plus拍攝。隨著智慧型手機拍攝效果不斷提升,市場期望其能拍攝出數位單眼相機(DSLR)等級的影像和視訊品質,同時還具有DSLR的功能。但是直到今天,DSLR在某些情況下仍然無可替代。

20170525TA01P1 圖1 使用 ASUS Zenfone 3 Zoom 拍攝的照片。

硬體影像訊號處理器的有限可能

在這些案例中,其中一個最為突出的是在低亮度情況下拍攝。主要原因是常見應用處理器(AP)的功能有限。除了許多其他模組,這些AP配備硬體影像訊號處理器(ISP)。影像處理不是AP的主要目標,僅僅是AP必須支援的多個其他功能之一。因此,這些AP均可提供品質尚可的照相機,但沒有藝術等級的拍攝功能。

這些解決方案在提供DSLR等級的影像和視訊品質方面均存在不足,例如低亮度、高動態範圍(HDR),以及AAA(自動曝光、自動白平衡以及自動聚焦),但卻可保持較長的電池續航力。因為這些AP嵌入在一個固定的硬體管線中,所以缺乏應對不斷變更,以及對更高品質影像需求的靈活性,也沒有進行修復和有效即時技術支援的快速更新選項。

為了拍攝出品質更佳的影像,以及在競爭中脫穎而出,OEM需要提供更多。一些公司透過製造自己的晶片組解決此問題。例如,小米開發了自己的AP,内建雙ISP。但是有一個更加快速和風險更低的解決方案可以解決上述所有問題,而且無需開發整個晶片組。該解決方案是在當前管線中嵌入一個具有有效向量處理單元(VPU)的靈活且功能强大的數位訊號處理器(DSP)。

借助DSP拍攝出品質卓越的影像和視訊

新增一個DSP,提高ISP的影像處理能力,讓照相機擁有更多功能。其可提供WRGB,以進行RGB轉換、失真矯正、提高視訊穩定性,以及其他ISP增强功能。DSP還增設了許多功能,可大幅提升靜態影像和視訊片段之品質,例如低亮度增强、HDR,以及更高的解析度。使用DSP均可實現這些功能,而且最大程度降低了耗電量,因此電池可長時間待電,以供使用者使用其他所有智慧型手機功能。DSP解決方案還最大程度提高了靈活性,而且其選項還可滿足未來需求。

可透過三種不同的組態將DSP添加至ISP。第一方式是可將DSP置入照相機模組,作為一個輔助晶片進行預ISP處理,這實現了對非標準Bayer模式、雙感應器照相機及寬視角鏡頭(例如180或360度)的支援;第二個選項係是新增DSP作為一個輔助晶片,用於後期ISP處理;第三種設定則是在ISP中放置DSP。

在SoC中將所有組態融會貫通

此種可能性曾應用於Rockchip的新視覺處理器,即Rk1608,該處理器剛在MWC 2017中推出使用。RK1608使用CEVA-XM4 DSP核心在ISP中執行基於畫面的處理,而不是基於線條的處理。由於該處理器專門設計用於影像處理,因此比標準AP的處理速度更快,功能包括多畫面去噪、用於預監視和捕獲的之字形HDR、多曝光影像HDR處理、深度影像產生、超高解析度和偽光學變焦。視覺處理器的功能不依賴ISP,因此可適用於任何平台。

市場上已經推出使用RK1608增强攝影技術的手機,即今年年初在CES 2017上亮相的ASUS ZenFone 3 Zoom智慧型手機。如果有一款手機可能對DSLR產生威脅,那就是這款手機。此款裝置設計為幾乎與手機一樣的照相機,其光圈、畫素大小及感測器,分別是f/1.7、1.4µm及1/2.55”。此款手機使用新型超畫素照相機技術,以在夜間或低亮度環境下均可拍攝出更加清晰的影像,其感光度是Apple iPhone 7 Plus的2.5倍。

20170525TA01P2 圖2 ASUS ZenFone 3 Zoom(左)與iPhone 7 Plus(右)對照。(圖片提供:Rockchip)

20170525TA01P3 圖3 ASUS ZenFone 3 Zoom(左)與iPhone 7 Plus(右)拍攝剪裁區示例。(圖片提供:Rockchip)

為了證明影像品質,倫敦市區攝影師Nicholas Goodden專門使用ASUS Zenphone 3 Zoom拍攝了一系列照片。這些照片列印後,已於MWC 2017期間在巴塞隆納的W Hotel酒店展出。攝影師在自己的網站上聲稱,這些讓人印象深刻的影像問世僅僅用了7天時間,包括供展示的列印時間。

20170525TA01P4 圖4 使用ASUS Zenfone 3 Zoom拍攝的照片。(圖片提供:Nicholas Goodden)

但Nicholas Goodden是一位專業的攝影師,難道不是嗎?我們想瞭解受控條件下的拍攝效果。因此在MWC的展場攤位上設計了一個低亮度條件(5LUX)下的Macbeth色卡,用於測試不同智慧型手機的性能(都使用自動拍攝模式)。沒有一款手機的影像品質可與Zenfone 3 Zoom媲美,可比較下列影像,眼見為憑。

20170525TA01P5 圖5 CEVA在MWC中的低亮度設計。

20170525TA01P6 圖6 此為拍攝效果,明顯突出Zenfone 3 Zoom的超清晰拍攝效果。提供更佳的顔色精確度、捕捉更多細節,減少更多雜訊,而且消耗更少電量。